調整城市能源結構，發(fā)展清潔能源，擴大提高城市利用天然氣為"十五"計劃期間及今后更長一段時間內城市燃氣事業(yè)發(fā)展的重點，已經(jīng)啟動的西氣東輸工程正在按計劃實施，海上天然氣登陸管網(wǎng)的建設、液化天然氣的引進、煤層氣的開發(fā)使我國天然氣產(chǎn)銷量以前所未有的幅度增長，在此形熱下燃氣計量儀表的配置與調整如何與天然氣轉換相適應倍受同行業(yè)界的關注。
1.不同種類燃氣技術指標不盡相同見“表1”
由于天然氣熱值遠高于人工煤氣，在天然氣轉換后，在同等熱負荷條件下用戶的用氣量成倍減少，各轉換地區(qū)均面臨以較小流量范圍的計量表取代較大流量范圍計量表的問題。
2.燃氣計量表示值誤差特性分析
在九十年代中期以后，國內主要燃氣計量儀表制造企業(yè)出廠的產(chǎn)品一般均可達到國家標準及計量檢定規(guī)程的要求，但不同企業(yè)不同表型誤差特性曲線不盡相同，以宇翔"原型"系列表型為例，不同流量點示值誤差的變化量呈以下狀態(tài)，見“表2”
從上列曲線可以看出
2.1在量程規(guī)定的流量范圍內各流量點示值誤差均在國家標準規(guī)定的范圍內。
2.2從供氣單位經(jīng)濟角度考慮，最佳常用流量點宜選擇在0.1Qmax-0.8Qmax范圍，即此范圍內示值誤差均為正值。
3.天然氣轉換地區(qū)表型選擇應采取的對策
3.1若燃氣用戶在近期內熱負荷不發(fā)生太大的變化，在天然氣轉換前使用的表型為G2.5或G4，天然氣轉換后則宜改用G1.6或G2.5表型。
3.2從誤差曲線可見，表型選擇時常用流量點盡可能不要落在0.1Qm以下或0.8Qmax以上范圍，即不宜以較大流量計量表長期在小流量范圍使用，或較小流量的計量表長期在大流量條件下使用。以減少運行過程中的丟氣損失。
3.3新開管道天然氣城市，無實際使用經(jīng)驗的，可參照當?shù)赜脩羧細庠O施配置規(guī)律選擇表的流量范圍，常用燃氣設施熱負荷見表3
注：①天然氣熱值按35.58MJ/m3計
?、诓煌放迫細庠O施熱負荷不盡相同，表列數(shù)值供參考。
3.4選擇靈敏度高的計量表，減少丟氣損失。
GB6968-86規(guī)定計量表的始動流量為0.005Qn，新標準對始動流量無具體規(guī)定，理應高于0.005Qn，本公司參照俄聯(lián)邦標準規(guī)定鋼殼表的始動流量為0.002Qn，鋁殼表參照歐共體標準規(guī)定始動流量為0.001Qn，產(chǎn)品在出廠前均進行檢驗，達到規(guī)定指標方可放行，此數(shù)值大大低于火種用量 (約10升)。
3.5因地制宜選擇計量表的壓力等級
國內多數(shù)地區(qū)采用中壓輸氣，通過區(qū)域調壓站或樓棟調壓器變?yōu)榈蛪哼M入室內管道，但也有地區(qū)中壓進入樓棟立管，通過球閥及表前調壓進入室內管道，此外天然氣由于比重較輕，尚存在高層建筑附加壓問題，在某些情況下尚應考慮終端調壓器在失靈情況下安全可靠性問題。國內表具市場，不同表型最大工作壓力差異較大有3、5、10、15、20、30、35、40、50、100(單位Kpa)等多種級別。根據(jù)目前國內多種氣源并存，且氣源逐步向優(yōu)質氣源轉換、城市現(xiàn)代化進程加快現(xiàn)實，選擇表型工作壓力應適度超前，中心城市用表最大工作壓力定位在 20-50Kpa較為穩(wěn)妥。
3.6選擇可靠性高的燃氣計量表，確保在使用壽命期內無故障運行。
計量表的可靠性主要取決結構設計、優(yōu)質材料的選用、合成橡膠薄膜的使用壽命及表的制造、組裝、檢測精度等，為確保計量表的使用可靠性，燃氣表廠家應按ISO9000族標準建立質量保證體系，實施全過程質量控制，并應強化企業(yè)中心試驗室的建設，配置必要的理化性能測試手段，可以對計量表用料如金屬、合成橡膠、工程塑料及表的綜合性能進行試驗，通過試驗可適時對材料質量進行評價，擇優(yōu)選料，對薄弱環(huán)節(jié)適時采取對策，確保出廠產(chǎn)品穩(wěn)定可靠的運行。
4、國內燃氣計量儀表發(fā)展現(xiàn)狀
民用燃氣計量儀表在國內主要為皮膜式燃氣表，上世紀八十年代前，國內制造與使用煤氣表從產(chǎn)品結構、技術性能、使用壽命等諸方面均較落后，八十年代初、中期，部分燃氣儀表制造企業(yè)，引進或消化吸收國外燃氣計量儀表制造技術，建成一批新的生產(chǎn)線、產(chǎn)品技術性能有較大的提高，可以達到GB/T6968-86標準的要求，基本上可以滿足城市管道煤氣，以人工煤氣為主導的消費結構。伴隨我國燃氣資源開發(fā)的進展、液化石油氣特別是管道液化氣或液混空氣在城市得到較快應用，天然氣的供應量日益增多，原有表型難以適應現(xiàn)實形勢需要，反映在表的計量精度、耐壓等級、靈敏度、使用壽命、觀感性能、計費控制等多方面，在需求的帶動下，九十年代中期以后，國內主要燃氣儀表制造企業(yè)，均在致力于新表型的開發(fā)，方式是多樣的：有跨國燃氣表具制造集團控股國內表具制造企業(yè)；或國內表具制造企業(yè)與國外企業(yè)合資合作，將國外表型引入國內市場；有國內企業(yè)引進或消化吸收國外表具制造技術，自主開發(fā)推出新一代表型等。無論是采取那一種方式，均帶動了我國燃氣計量儀表工業(yè)的發(fā)展，縮小了我國燃氣計量儀表與國外的差距，使國內主要燃氣儀表企業(yè)制造的產(chǎn)品基本上可以滿足西氣東輸及天然氣轉換的需要，主要系列產(chǎn)品分述如下：
4.1適用于以天然氣為主要氣源的鋼殼型計量表。
(1)計量室采用優(yōu)質工程塑料整體注塑成型，與板金沖壓件計量室比較、零件數(shù)量減少、組裝及計量精度提高、抗蝕能力增強。
(2)流道設計優(yōu)化、壓力損失降低、同一機芯具有較寬的流量范圍，可適用于多種表型。
(3)較小的計量容積，采用跑道形合成橡膠薄膜，傳動機構配置有微調裝置，確保整表有較大的輸出扭距，較高的靈敏度。
(4)高等級材料的選用，確保零部件有較長的使用壽命。
以宇翔"B"系列表型為例廠內耐久性試驗后主要技術指標見4：
注：①試驗條件符合國家標準規(guī)定的要求，試驗介質為空氣。
?、诎礃藴室?guī)定試驗時間為2000小時，G1.6B折合流量為5000m3
③20000m3試驗為本公司內控超耐久性試驗，試驗流量為6m3/h，目的考核表的可靠性。
?、馨礃藴室?guī)定耐久性試驗后的基本誤差"B"級表在分界流量以上為±2.5%，分界流量以下為-6%，+3%。
(5)同一表型可具有多種配置，如表接頭中心距、輸出軸結構、封殼卡、壓力等級、脈沖輸出量等。
(6)由于此系列表流量范圍寬、計量精度高、可選擇項多、使用壽命長等特點，既可用于天然氣計量用表也可用于人工煤氣向天然氣過渡階段用表，避免了天然氣接通后需要更換表型帶來的經(jīng)濟損失。
4.2適用于以液化氣為主要氣源的鋁殼型計量表。
(1)上殼體及計量室采用鋁合金壓鑄工藝壓制成型，具有結構緊湊、體積小、重量輕、觀感性能好等特點。但需要注意的由于壓鑄機壓鑄比壓等級較多，合理的選擇壓鑄機機型直接關系到鑄件的成型精度及致密性。目前國內部分鋁殼表耐壓等級較低，其中重要原因之一為壓鑄比壓較低，不能滿足高質量鑄件的需要。
(2)采用單體旋轉閥結構，丟氣損失小，具有較高的靈敏度，始動流量不大于0.001Qn。
(3)低壓損設計、流量范圍寬，同一結構機芯可適用于多種表型。
(4)閥座、閥蓋、傳動件、膜片等零部件采用優(yōu)質高檔材料，使用壽命長。
(5)此系列表既可用于液化氣，也可用于天然氣。
5、結束語：
天然氣轉換在一些地區(qū)如北京、上海、沈陽等地區(qū)已有豐富運作實踐，本文僅是對燃氣計量儀表如何為天然氣轉換服務發(fā)表一些看法，不當之處還請到會領導與專家指正。為適應國內在相當長時期內多種氣源將長期并存，消費結構多樣化的需要，從九十年代中期以來，宇翔實業(yè)公司已先后開發(fā)成功可適用于天然氣、液化石油氣、人工煤氣等民用與工商業(yè)用表，并形成四大系列二十余種表型，這些表型為西氣東輸，天然氣轉換提供了廣闊的選擇余度。
1.不同種類燃氣技術指標不盡相同見“表1”
|
燃氣種類
|
天然氣
|
液化石油氣
|
人工煤氣
|
|
熱值MJ/Nm3
|
33.35
|
87.9
|
16.7
|
|
比重
|
0.58-0.62
|
1.5-2.0
|
0.3-0.4
|
由于天然氣熱值遠高于人工煤氣，在天然氣轉換后，在同等熱負荷條件下用戶的用氣量成倍減少，各轉換地區(qū)均面臨以較小流量范圍的計量表取代較大流量范圍計量表的問題。
2.燃氣計量表示值誤差特性分析
在九十年代中期以后，國內主要燃氣計量儀表制造企業(yè)出廠的產(chǎn)品一般均可達到國家標準及計量檢定規(guī)程的要求，但不同企業(yè)不同表型誤差特性曲線不盡相同，以宇翔"原型"系列表型為例，不同流量點示值誤差的變化量呈以下狀態(tài)，見“表2”
從上列曲線可以看出
2.1在量程規(guī)定的流量范圍內各流量點示值誤差均在國家標準規(guī)定的范圍內。
2.2從供氣單位經(jīng)濟角度考慮，最佳常用流量點宜選擇在0.1Qmax-0.8Qmax范圍，即此范圍內示值誤差均為正值。
3.天然氣轉換地區(qū)表型選擇應采取的對策
3.1若燃氣用戶在近期內熱負荷不發(fā)生太大的變化，在天然氣轉換前使用的表型為G2.5或G4，天然氣轉換后則宜改用G1.6或G2.5表型。
3.2從誤差曲線可見，表型選擇時常用流量點盡可能不要落在0.1Qm以下或0.8Qmax以上范圍，即不宜以較大流量計量表長期在小流量范圍使用，或較小流量的計量表長期在大流量條件下使用。以減少運行過程中的丟氣損失。
3.3新開管道天然氣城市，無實際使用經(jīng)驗的，可參照當?shù)赜脩羧細庠O施配置規(guī)律選擇表的流量范圍，常用燃氣設施熱負荷見表3
|
燃器具名稱
|
雙眼灶
|
熱水器6升/分
|
熱水器8升/分
|
熱水器10升/分
|
其它干衣機、掛壁爐烤箱等
|
|
熱負荷MJ/h
|
2×10.45
|
44
|
59
|
79.5
|
|
|
流量m3/h
|
0.6
|
1.37
|
1.6-1.8
|
1.9-2.2
|
|
注：①天然氣熱值按35.58MJ/m3計
?、诓煌放迫細庠O施熱負荷不盡相同，表列數(shù)值供參考。
3.4選擇靈敏度高的計量表，減少丟氣損失。
GB6968-86規(guī)定計量表的始動流量為0.005Qn，新標準對始動流量無具體規(guī)定，理應高于0.005Qn，本公司參照俄聯(lián)邦標準規(guī)定鋼殼表的始動流量為0.002Qn，鋁殼表參照歐共體標準規(guī)定始動流量為0.001Qn，產(chǎn)品在出廠前均進行檢驗，達到規(guī)定指標方可放行，此數(shù)值大大低于火種用量 (約10升)。
3.5因地制宜選擇計量表的壓力等級
國內多數(shù)地區(qū)采用中壓輸氣，通過區(qū)域調壓站或樓棟調壓器變?yōu)榈蛪哼M入室內管道，但也有地區(qū)中壓進入樓棟立管，通過球閥及表前調壓進入室內管道，此外天然氣由于比重較輕，尚存在高層建筑附加壓問題，在某些情況下尚應考慮終端調壓器在失靈情況下安全可靠性問題。國內表具市場，不同表型最大工作壓力差異較大有3、5、10、15、20、30、35、40、50、100(單位Kpa)等多種級別。根據(jù)目前國內多種氣源并存，且氣源逐步向優(yōu)質氣源轉換、城市現(xiàn)代化進程加快現(xiàn)實，選擇表型工作壓力應適度超前，中心城市用表最大工作壓力定位在 20-50Kpa較為穩(wěn)妥。
3.6選擇可靠性高的燃氣計量表，確保在使用壽命期內無故障運行。
計量表的可靠性主要取決結構設計、優(yōu)質材料的選用、合成橡膠薄膜的使用壽命及表的制造、組裝、檢測精度等，為確保計量表的使用可靠性，燃氣表廠家應按ISO9000族標準建立質量保證體系，實施全過程質量控制，并應強化企業(yè)中心試驗室的建設，配置必要的理化性能測試手段，可以對計量表用料如金屬、合成橡膠、工程塑料及表的綜合性能進行試驗，通過試驗可適時對材料質量進行評價，擇優(yōu)選料，對薄弱環(huán)節(jié)適時采取對策，確保出廠產(chǎn)品穩(wěn)定可靠的運行。
4、國內燃氣計量儀表發(fā)展現(xiàn)狀
民用燃氣計量儀表在國內主要為皮膜式燃氣表，上世紀八十年代前，國內制造與使用煤氣表從產(chǎn)品結構、技術性能、使用壽命等諸方面均較落后，八十年代初、中期，部分燃氣儀表制造企業(yè)，引進或消化吸收國外燃氣計量儀表制造技術，建成一批新的生產(chǎn)線、產(chǎn)品技術性能有較大的提高，可以達到GB/T6968-86標準的要求，基本上可以滿足城市管道煤氣，以人工煤氣為主導的消費結構。伴隨我國燃氣資源開發(fā)的進展、液化石油氣特別是管道液化氣或液混空氣在城市得到較快應用，天然氣的供應量日益增多，原有表型難以適應現(xiàn)實形勢需要，反映在表的計量精度、耐壓等級、靈敏度、使用壽命、觀感性能、計費控制等多方面，在需求的帶動下，九十年代中期以后，國內主要燃氣儀表制造企業(yè)，均在致力于新表型的開發(fā)，方式是多樣的：有跨國燃氣表具制造集團控股國內表具制造企業(yè)；或國內表具制造企業(yè)與國外企業(yè)合資合作，將國外表型引入國內市場；有國內企業(yè)引進或消化吸收國外表具制造技術，自主開發(fā)推出新一代表型等。無論是采取那一種方式，均帶動了我國燃氣計量儀表工業(yè)的發(fā)展，縮小了我國燃氣計量儀表與國外的差距，使國內主要燃氣儀表企業(yè)制造的產(chǎn)品基本上可以滿足西氣東輸及天然氣轉換的需要，主要系列產(chǎn)品分述如下：
4.1適用于以天然氣為主要氣源的鋼殼型計量表。
(1)計量室采用優(yōu)質工程塑料整體注塑成型，與板金沖壓件計量室比較、零件數(shù)量減少、組裝及計量精度提高、抗蝕能力增強。
(2)流道設計優(yōu)化、壓力損失降低、同一機芯具有較寬的流量范圍，可適用于多種表型。
(3)較小的計量容積，采用跑道形合成橡膠薄膜，傳動機構配置有微調裝置，確保整表有較大的輸出扭距，較高的靈敏度。
(4)高等級材料的選用，確保零部件有較長的使用壽命。
以宇翔"B"系列表型為例廠內耐久性試驗后主要技術指標見4：
|
表號
|
檢測項目
|
流量點
|
試驗前
|
運行至5000m3
|
運行至20000m3
|
|
0012010015
|
示值誤差%
|
Qmax
|
-0.6
|
-0.4
|
-1
|
|
0.2Qmax
|
+0.6
|
+1.2
|
+2
|
||
|
Qmin
|
+1
|
+0.5
|
-1.4
|
||
|
總壓力損失Pa
|
Qmax
|
74
|
58
|
54
|
|
|
0012060093
|
示值誤差%
|
Qmax
|
-0.5
|
-0.1
|
0
|
|
0.2Qmax
|
+1.2
|
+1.2
|
+1.6
|
||
|
Qmin
|
+0.5
|
+0.25
|
-1.2
|
||
|
總壓力損失Pa
|
Qmax
|
78
|
72
|
60
|
注：①試驗條件符合國家標準規(guī)定的要求，試驗介質為空氣。
?、诎礃藴室?guī)定試驗時間為2000小時，G1.6B折合流量為5000m3
③20000m3試驗為本公司內控超耐久性試驗，試驗流量為6m3/h，目的考核表的可靠性。
?、馨礃藴室?guī)定耐久性試驗后的基本誤差"B"級表在分界流量以上為±2.5%，分界流量以下為-6%，+3%。
(5)同一表型可具有多種配置，如表接頭中心距、輸出軸結構、封殼卡、壓力等級、脈沖輸出量等。
(6)由于此系列表流量范圍寬、計量精度高、可選擇項多、使用壽命長等特點，既可用于天然氣計量用表也可用于人工煤氣向天然氣過渡階段用表，避免了天然氣接通后需要更換表型帶來的經(jīng)濟損失。
4.2適用于以液化氣為主要氣源的鋁殼型計量表。
(1)上殼體及計量室采用鋁合金壓鑄工藝壓制成型，具有結構緊湊、體積小、重量輕、觀感性能好等特點。但需要注意的由于壓鑄機壓鑄比壓等級較多，合理的選擇壓鑄機機型直接關系到鑄件的成型精度及致密性。目前國內部分鋁殼表耐壓等級較低，其中重要原因之一為壓鑄比壓較低，不能滿足高質量鑄件的需要。
(2)采用單體旋轉閥結構，丟氣損失小，具有較高的靈敏度，始動流量不大于0.001Qn。
(3)低壓損設計、流量范圍寬，同一結構機芯可適用于多種表型。
(4)閥座、閥蓋、傳動件、膜片等零部件采用優(yōu)質高檔材料，使用壽命長。
(5)此系列表既可用于液化氣，也可用于天然氣。
5、結束語：
天然氣轉換在一些地區(qū)如北京、上海、沈陽等地區(qū)已有豐富運作實踐，本文僅是對燃氣計量儀表如何為天然氣轉換服務發(fā)表一些看法，不當之處還請到會領導與專家指正。為適應國內在相當長時期內多種氣源將長期并存，消費結構多樣化的需要，從九十年代中期以來，宇翔實業(yè)公司已先后開發(fā)成功可適用于天然氣、液化石油氣、人工煤氣等民用與工商業(yè)用表，并形成四大系列二十余種表型，這些表型為西氣東輸，天然氣轉換提供了廣闊的選擇余度。
